DE1915108C

DE1915108C - Process for impregnating molded polyurethane foam bodies with bitumen

Info

Publication number: DE1915108C
Authority: DE
Inventors: Gunter Dipl Chem Dr 6900 Heidelberg Matull
Original assignee: TH Goldschmidt AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Publication date: 1972-04-27

Description

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Polyurethanweichschaumformkörper, die durch wenn dies ge'änge, müßte, ähnlich dem Lösungsmittel,Flexible polyurethane foam moldings, which if this were to pass, would have to, similar to the solvent,

formgebendes Verschäumen son mehrwertigen Poly- das Wasser der verwendeten Emulsion aus d?mshaping foaming son polyvalent poly- the water of the emulsion used from d? m

ätheralkoholen oder Polyestern mit organischen Di- getränkten Schaumstoff entfernt werden, was nur ι itether alcohols or polyesters with organic foam soaked in foam can be removed, which is only ι it

isocyanaten erhältlich sind, werden in großem Umfang erheblichem technischem Aufwand und nicht ohneIsocyanates are obtainable, are on a large scale considerable technical effort and not without

für Isolierungszwecke verwendet. Derartige z. B. unter 5 Beeinträchtigung der physikalischen Eigenschaftenused for isolation purposes. Such z. B. under 5 impairment of physical properties

der Bezeichnung Moltopren S und T im Mandel be- des getränkten Schaumstoffes möglich wäre,the designation Moltopren S and T in the almond coated foam would be possible,

findliche Polyurethanschaumstoffe haben eine offene Überraschenderweise wurde nun gefunden, daßSensitive polyurethane foams have an open. Surprisingly, it has now been found that

Zellstruktur. Sie sind deshalb nicht wasserdicht und es möglich ist, PolyiirethanweichschaumformkörperCell structure. They are therefore not waterproof and it is possible to use flexible polyurethane foam moldings

haben auch im komprimierten Zustand einen niedrigen direkt mit Bitumen zu imprägnieren.have to be impregnated directly with bitumen even when compressed.

Wasserdampfdiffusionswiderstandsfaktor. Um bei- io Das erfindungsgemäße Verfahren ist deshalb dadurchWater vapor diffusion resistance factor. The method according to the invention is therefore characterized

rpielsweise Isolierbänder aus solchem Material dennoch gekennzeichnet, daß man die Formkörper kurzzeitig,For example, insulating tapes made of such a material are characterized by the fact that the moldings are briefly

im Hoch- und Tiefbau als Isoliermittel gegen Feuchtig- vorzugsweise wenige Sekunden, in die heiße, aufin civil engineering as an isolating agent against moisture - preferably a few seconds in the hot one

keit und sogar Druckwasser verwenden zu können, maximal 230C erhitzte Schmelze des Bitumens mitability and even pressurized water to be able to use a maximum of 230C heated melt of the bitumen

werden entsprechend dem Stand der Technik diese einem Erweichungspunkt von höchstens '1O⁰C,according to the state of the art, these have a softening point of at most '1O ⁰ C,

Polyurethanschaumstoffbänder mit Bitumen im- 15 bestimmtnachderRing-undKugelmethodetDIN 1995),Polyurethane foam tapes with bitumen determined according to the ring and ball method, DIN 1995),

prägniert. Die so behandelten Bänder sind im korn- eintaucht.impregnated. The strips treated in this way are immersed in the grain.

primierten Zustand wasserdicht und haben einen Die direkte Imprägnierung und Tränkung mit hohen Wasserdampfdiffusionswiderstandsfaktor. Da- heißen Bitumenschmelzen ist insofern überraschend, neben haben sie die verarbeitungstechnisch besonders als die thermische Beanspruchbarkeit der für die Hergünstige Eigenschaft, nach dem Komprimieren nur ao stellung imprägnierter Polyurethanweichschaumformrelativ. langsam ihr Rückstellvermögen zu entfalten, körper geeigneten Produkte von den Herstellern der sofern die Imprägnierung mit einer geeigneten Bitumen- Schaumrohstoffe mit höchstens 12CTC angegeben wird, type vorgenommen wurde. Diese Eigenschaft ist eine Bei einer solchen Temperatur ist aber die Imprägnie-Folge des Kräftespiels zwischen der Elastizität des rung mit Bitumen nicht möglich, da Bitumen, je Schaumstoffes und der Plastizität des Bitumens. Die 35 nach der Type, noch fest hart oder zumindest zu hoch-Rückstel'.kraft des Schaumstoffes überwindet nur viskos für eine Tränkung ist. Es war deshalb nicht zu langsam die einer schnellen Formänderung entgegen- erwarten, daß man Polyurethanschaumstoffe in bis wirkende hohe Viskosität des Bitumens. auf 230 C erhitztes Bitumen eintauchen kann, ohneprimed condition waterproof and have a direct impregnation and impregnation with high water vapor diffusion resistance factor. That is, bitumen melt is surprising insofar as In addition, they have the processing technology especially than the thermal resistance of the cheap Property, after compression only ao position of impregnated flexible polyurethane foam relative to shape. Slowly develop their resilience, suitable products from the manufacturers of the body if the impregnation with a suitable bitumen foam raw material is specified with a maximum of 12CTC, type was made. At such a temperature, however, is the impregnation result the play of forces between the elasticity of the tion with bitumen is not possible, as bitumen, ever Foam and the plasticity of bitumen. The 35 according to the type, still firm, hard or at least too high-reset force of the foam overcomes it is only viscous for an impregnation. It was therefore not closed Slowly those who oppose a rapid change in shape expect that polyurethane foams are made in up to acting high viscosity of the bitumen. can immerse bitumen heated to 230 C without

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 281 678 ist ein dadurch dem Schaumstoff zu zerstören. Es ist bei-From the German Auslegeschrift 1 281 678 one is to destroy the foam in this way. It is both-

Verfahren zur Herstellung eines mit Bitumen im- 30 spielsvveise die nach DIN 53571 bestimmte Zugfestig-Process for the production of a tensile strength determined according to DIN 53571 with bitumen, for example

prägnierten Schaumkunststoffes bekannt, welches keit eines erfindungsgemäß behandelten Schaum-impregnated foam plastic known, which speed of a foam treated according to the invention

dadurch gekennzeichnet ist, daß nach der Tränkung Stoffkörpers niedriger Dichte nicht geringer als vorcharacterized in that, after the impregnation, the lower density body is not less than before

des Schaumkunststoffes der Überschuß des Imprägnie- der Behandlung mit der Bitumenschmelze,of the foam plastic the excess of the impregnation treatment with the bitumen melt,

rungsmittels durch Schleudern entfernt wird. Die Es ist einleuchtend, daß das erfindungsgemäßeis removed by spinning. It is evident that the inventive

Entfernung des überschüssigen Imprägnierungsmittels 35 Verfahren besonders wirtschaftlich ist, da die Not-Removal of the excess impregnation agent 35 process is particularly economical because the emergency

durch Schleudern gelingt nur, solange das Imprägnie- wendigkeit der Herstellung von Bitumenlösungen oderby spinning is only successful as long as the impregnation of the production of bitumen solutions or

rungsmittel flüssig ist. Verwendet man ein zähflüssiges Bitumenemulsionen entfällt und weder Lösungsmittelis liquid. If a viscous bitumen emulsion is used, there is no need and neither solvent

Bitumen, wie dies z. B. nach dem Gegenstand der wiedergewonnen noch Wasser aus dem SchaumstoffBitumen, such as this, for. B. after the subject of the still recovered water from the foam

Erfindung möglich ist, läßt sich das Bitumen nicht entfernt werden muß.Invention is possible, the bitumen does not have to be removed.

mehr abschleudern, bzw. es verklebt einzelne Lagen 40 Eine besonders bevorzugte Ausführung des erdes Dichtungsbandes miteinander zu einer nicht mehr findungsgemäßen Verfahrens bestellt darin, daß man trennbaren Masse. Gleichzeitig wird die Zentrifuge die Formkörper vor dem Eintauchen in die erhitzte verstopft. Verwendet man aber dünnflüssige Im- Bitumenschmelze oder in der Bitumenschmelze komprägnierungsmittel, so werden diese Imprägnierungs- primiert und in der Bitumenschmcl7e expandieren läßt, mittel bei der Verwendung, nämlich beim Zusammen- 45 Man erhält auf diese Weise gleichmäßig durchpressen des Bandes, aus dem Dichtungsband heraus- imprägi'erte Schaumstoffe, auch wenn die Verweilzeit gedrückt. der Schaumstoffe im Bitumen beispielsweise nurthrow off more, or individual layers 40 stick together. A particularly preferred embodiment of the earth Sealing tape together to a no longer inventive method ordered in that one separable mass. At the same time, the centrifuge will heat the molded body before immersion in it clogged. But if you use low-viscosity in the bitumen melt or in the bitumen melt compacting agent, so these impregnation are primed and allowed to expand in the bitumen waste, medium when used, namely when pressed together evenly of the tape, foams impregnated out of the sealing tape, even if the dwell time pressed. the foams in bitumen, for example, only

Entsprechend dem Stand der Technik tränkt man 4 Sekunden beträgt, sofern die Viskosität der SchmelzeAccording to the prior art, soaking takes 4 seconds, provided the viscosity of the melt

den Schaumstoffkörper mit Bitumcnlösungen. Hierbei unterhalb 20OcSt liegt. Läßt man die Schaumstoffethe foam body with bitumen solutions. Here is below 20OcSt. Leaves the foams

darf das Lösungsmittel den Schaumstoff nicht an- 5" in der Schmelze nicht völlig expandieren bzw. kom-the solvent must not completely expand or com- plete the foam 5 "in the melt.

greifen und muß nach dem Tränken unter Zurück- primiert man die Schaumstoffe nach der Behandlunggrab and must after soaking with back-squeezing the foams after the treatment

lassen des Bitumens leicht aur. dem Schaumstoff zu außerhalb der Schmelze und läßt sic erneut außerhalbleave the bitumen aur. the foam to outside of the melt and leaves it outside again

entfernen sein. Aus <licsem Grunde werden meistens der Schmelze expandieren, kann man den Anteil desremove his. For <licsem reason mostly the melt will expand, one can increase the proportion of the

niedrigsiedende, vorwiegend aliphatische Kohlen- vom Schaumstoff aufgenommenen Bitumens variieren.low-boiling, predominantly aliphatic carbon bitumen absorbed by the foam vary.

Wasserstoffe verwendet. Von besonderem Nachteil 55 Man erhält einen Schaumstoff verschiedenen spezifi- Hydrogen used. Of particular disadvantage 55 A foam with different specific

ist dabei die Notwendigkeit der Entfernung und sehen Gewichtes. Mit anderen Worten ist das spe- is doing the need to distance and see weight. In other words, this is special

Wiedergewinnung der brennbaren Lösungsmittel. zifische Gewicht vom Bitumengehalt der SchaumstoffeRecovery of the flammable solvents. Specific weight of the bitumen content of the foams

Man hat auch bereits versucht, Polyurelhanweich- abhängig, wobei der Bitumengehalt vom Grad der Attempts have also been made to make polyurethane soft- dependent, the bitumen content depending on the degree of

schaumformkörper mit Bitumenemulsionen zu be- Kompression nach dem Imprägnieren während des foam moldings with bitumen emulsions to compression after impregnation during the

handeln. Hierzu ist es jedoch notwendig, daß das 6« Expandierens in der Schmelze abhängig ist. Act. For this, however, it is necessary that the expansion in the melt is dependent.

Bitumen in den benötigten Emulsionen in außer- Man kann auf diese Weise z. B. Schaumstoffe vom Bitumen in the required emulsions in other parts of the world. B. foams from

ordentlich feiner Verteilung vorliegt, um den fein- spezifischen Gewicht 0,04 zu mit Bitumen imprägniertenneatly fine distribution is present, around the fine specific gravity 0.04 impregnated with bitumen

porigen Schaumstoff vollständig und gleichmäßig Schaumstoffen vom spezifischen Gewicht 0,16 veir-porous foam completely and evenly converts foams with a specific weight of 0.16

m,l Bitumen zu durchtränken. Es ist jedoch schwierig, arbeiten. m, l bitumen to soak. However, it is difficult to work.

derartige Emulsionen herzustellen. Aus diesem Grunde 65 Man erhält nach dem erfindungsgemäßen Ver läßt sich deshalb noch kein technisch brauchbares fahren bitumenimprägnierte Schaumstoffkörper, due Verfahren zur Behandlung der Weichschaumform- denen auf dem Markt befindlichen Schaumstoffmit Bitumenemulsionen verwirklichen. Selbst körpern zumindest gleichwertig sind. Jedoch er- to produce such emulsions. For this reason 65 According to the invention , a technically usable bitumen-impregnated foam body cannot be obtained, the process for treating the soft foam molds on the market with bitumen emulsions. Even bodies are at least equivalent. However he

piöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, sehr viel Iiärtere Bitumensorten als Destillatbitumen mit der Penetration 80 zu verarbeiten. Bei dem Verfahren des Standes der Technik unter Verwendung von Bitumenlösungen benötigt man aber um so mehr Lösungsmittel, je härter das Bitumen ist, da bei konstantem Lösungspnittelgehalt die Viskosität der Bitumenlösungen um IO höher ausfällt, je härter das Bitumen ist. Beim Imprägnieren mit Bitumenlösungen aus härterem Bitumen steigen damit einerseits did Kosten für die lösungen, da die Lösungsmittel teurer als das verwendete Bitumen sind, zum anderen die Kosten für das Entfernen der Lösungsmittel aus den imprägnierten Schaumstoffen.The method according to the invention makes it possible to process much harder types of bitumen than distillate bitumen with a penetration of 80. In the prior art method using bitumen solutions, however, the harder the bitumen, the more solvent is required, since with a constant solvent content, the viscosity of the bitumen solutions is 10% higher the harder the bitumen is. When impregnating with bitumen solutions made from harder bitumen, the costs for the solutions rise on the one hand, since the solvents are more expensive than the bitumen used, and on the other hand the costs for removing the solvents from the impregnated foams.

Selbst wenn es möglich wäre, entsprechend feinteilige Biturnenemulsionen aus harten Bitumensorten herzustellen, wären solche Emulsionen zur Imprägnierung von Polyurethanschaumstoffen wenig geeignet, da hartes Bitumen schlecht an Polyurethanschaumstoffen haftet. Das Bitumen darf jedoch keinesfalls aus den imprägnierten Schaumstoffen auswaschbar sein.Even if it were possible, appropriately finely divided To produce biturn emulsions from hard types of bitumen would be such emulsions for impregnation Not very suitable for polyurethane foams, as hard bitumen does not work well with polyurethane foams adheres. However, the bitumen must in no way be washable from the impregnated foams being.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet man Bitumensorten mit Erweichungspunkten (gemessen nach DIN 1995) bis zu HO¹C. Bei Verwendung so harter Bitumensorten erhält man als Verfahrensprodukte feste Schaumstoffkörper mit spezifischen Gev. Achten, welche — wie oben ausgeführt — zwi eben dem spezifischen Gewicht des Schaumstoffes und c.*m des Bitumens, je nach Anforderung, liegen können. Zur Herstellung besonders schwerer Schaumstoffkörper, wie Bänder, Stäbe oder Platten, ist es auch möglich, mit feinsten Gesteinsmehlen oder Bariumsulfat gefülltes Bitumen zu verwenden.To carry out the process according to the invention, types of bitumen are used with softening points (measured according to DIN 1995) up to HO ¹ C. If such hard types of bitumen are used, solid foam bodies with specific Gev are obtained as process products. Pay attention, which - as stated above - can be between the specific weight of the foam and c. * M of the bitumen, depending on the requirements. For the production of particularly heavy foam bodies, such as strips, rods or plates, it is also possible to use bitumen filled with the finest rock flour or barium sulfate.

Durch die Verwendbarkeit geblasenen Bitumens zum Tränken und Imprägnieren der Schaumsfoffkörper läßt sich der Temperaturanwendungsbereich der erfindungsgemäß hergestellten Formkörper im Vergleich zu denen des Standes der Technik erheblich erweitern. So kann die Dauerbelastbarkeit von 8O⁰C auf 120^C gesteigert werden. Eine ähnliche Verbesserung ergibt sich bei der Kältebeanspruchbarkeit. Mit geblasenem Bitumen hergestellte Bänder sind fioch bei niedrigeren Temperaturen plastisch als solche mit destilliertem Bitumen.The fact that blown bitumen can be used for impregnating and impregnating the foam bodies means that the temperature range of application of the molded bodies produced according to the invention can be considerably expanded compared to those of the prior art. Thus, the continuous load of 8O ⁰ C to 120 ^ C can be increased. There is a similar improvement in the ability to withstand cold temperatures. Tapes made with blown bitumen are plastic at lower temperatures than tapes made with distilled bitumen.

Die Temperatur der Bitumenschmelze zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Bitumentype entsprechend zu wählen. Während beim Imprägnieren mit Bitumen 300 eine Badtemperatur Von etwa 130'C ausreichend ist, benötigt man beiipielsweise für ein geblasenes Bitumen 105/15 eine Temperatur von 23O°C und für ein Hochvakuum-Öitumen 85/95 eine Temperatur von 210° C.The temperature of the bitumen melt for carrying out the method according to the invention is the Select the bitumen type accordingly. During the impregnation with bitumen 300 a bath temperature A temperature of around 130 ° C is sufficient, for example for a blown bitumen 105/15 a temperature of 230 ° C and for a high vacuum oil 85/95 a temperature of 210 ° C.

Durch Zusatz von Substanzen, die die Viskosität des Bitumens in gewünschten Temperaturbereichen stark herabsetzen, hat man zusätzlich die Möglichkeit, die Mindestbehandlungstemperatur zu erniedrigen. Derartige Substanzen sind beispielsweise Amine, Paraffine, Wachse, wie z. B. Aminwachse, Harze, wie z. B. Cumaronharze, Destillatrückstände, wie z. B. Stearir.peche, Extrakte oder Extraktionsrückstände, wie sie z. B. bei der Erdölraffination mit Propan unter Druck anfallen, oder Dcsiill 'e organischer Produkte, wie z. B. Naphthensäuren. Dabei ist es durch derartige Zusatzgrundstoffe möglich, besondere Eigenschaften der imprägnierten Schuum-Stoffkörper, wie etwa Klebrigkeit, Steifigkeit, Haftung. Hydronhobie, Wasserdampfdurehlässigkeit, Witterungsbeständigkeit, in gewünschtem Sinne zu beeinflussen. By adding substances that increase the viscosity of the bitumen in the desired temperature range greatly reduce, there is also the option of lowering the minimum treatment temperature. Such substances are, for example, amines, paraffins, waxes, such as. B. amine waxes, resins, such as B. coumarone resins, distillate residues, such as. B. Stearir.peche, extracts or extraction residues, how they z. B. incurred in petroleum refining with propane under pressure, or Dcsiill 'e organic Products such as B. naphthenic acids. Such additional raw materials make it possible to create special ones Properties of the impregnated Schuum material bodies, such as stickiness, stiffness, adhesion. Hydronhobia, water vapor permeability, weather resistance, to be influenced in the desired sense.

Der nachfolgende Versuchsbericht zeigt d> Eigenschäften des erfindungsgemäß beschichtete ι PoIyurethanweichschaumformkörpers. In diesem Versuchsbericht wird die Wasserdichtigkeit, die Druckwasserdichtigkeit und die Wasserdampfdichtigkeit der mit Bitumen imprägnierten Schaumstoffe an· gegeben, und zwar in Abhängigkeit von der Dichte der imprägnierten Schaumstoffe und der Kompression, unter der sich die imprägnierten Schaumstoffe befinden. Kompression 5: 1 heißt also, das der imprägnierte Schaumkörper auf ein Fünftel seinesThe following test report shows the properties of the ι flexible polyurethane foam molded body coated according to the invention. In this test report, the watertightness, the pressurized watertightness and the water vapor tightness of the bitumen-impregnated foams given, depending on the density of the impregnated foams and the compression, under which the impregnated foams are located. Compression 5: 1 means that the impregnated foam body to a fifth of his

ao ursprünglichen Volumens zusammengedrückt ist.ao original volume is compressed.

Dichte des
imprägnier
ten Schaum
stoffesDensity of
impregnation
ten foam
fabric Kompressioncompression Dichtigkeit einer Fuge, die mit
dem imprägnierten Schaum
gefüllt istTightness of a joint with
the impregnated foam
is filled 0,170.17 5-15-1 0,20
0,270.20
0.27 5;!5 ;! 0,400.40 2: 12: 1 0.180.18 5: 15: 1 0,230.23 4: 14: 1 0,300.30 3:13: 1 0,450.45 2:12: 1 0,190.19 5:15: 1 0,240.24 3: 13: 1 0.320.32 3: 13: 1 0,480.48 2:12: 1 wasserdichtwaterproof druckwasserdichtwatertight bei 0,5 atü Wasserdruckat 0.5 atmospheric water pressure wasserdampfdichtwater vapor tight entsprechend einemaccording to a DiffusionswiderstandsDiffusion resistance faktor μ von etwa 30000factor μ of about 30000

Claims

Patent claims:

1. A method for impregnating polyurethane flexible foam moldings with bitumen, characterized in that the moldings are briefly, possibly a few seconds, in the hot melt of the bitumen heated to a maximum of 230 C with a softening point of not more than 110 ³ C, determined according to the ring and Kugelmcthodc (DIN 1995), immersed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the shaped body before Immersion in the bitumen melt or compressed in a thicker layer, expanding in the melt and optionally then compressed again outside or inside the melt and last allows it to expand outside the melt,

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that bitumen is used, which fillers and / or organic additive? common types such as paraffins, waxes, resins, Contains amines.